PHP+Apache及PHP+nginx在ECS中的测试参考

一、测试环境
1、测试目标
A、梳理PHP+Apache、PHP+Nginx的基本工作模式和配置方式，给没有经验的PHP应用部署人员做参考
B、以简单、标准的测试方式，对ECS在不同的PHP部署方式下的性能表现做测评，方便用户对比阿里云ECS与物理机、或与其他云服务器做对比
2、ECS配置
杭州集群，2核4G，centOS6.5 64位，磁盘20+100GB，100Mbps公网带宽（有的测试中被升级为200Mbps，会有注明）
3、压测工具
PAP
4、PHP+Apache（mpm模块，又分为event和prefork两种模式）
1) apache2.4.12, php 5.6.6。Apache依赖apr、apr-util和pcre，版本如下：
apr-1.5.1
apr-util-1.5.4
pcre2-10.00。安装过程中pcre2编译头文件问题，修改为pcre-8.36，完成编译安装。
编译指令：
./configure --with-pcre=/usr/local/pcre --enable-so （详细参数配置可以参考网上说明）
缺省加载模块
core_module (static)
so_module (static)
http_module (static)
mpm_event_module (static)
2) 配置修改
完成几个配置文件的修改，主要是httpd.conf，httpd-mpm.conf, php.ini，完成对PHP模块的加载、文件类型map等基础配置。Mpm配置未修改
A、Httpd.conf
LoadModule deflate_module modules/mod_deflate.so，打开压缩
LoadModule php5_module        modules/libphp5.so， 开启php5支持
ServerLimit 500，修改XXXXXX
LogLevel info，修改日志级别用以调试
配置对PHP执行的文件类型
AddType application/x-httpd-php .php .phtml
AddType application/x-httpd-php-source .phps
压缩配置
AddOutputFilterByType DEFLATE text/html text/plain text/css text/xml text/javascript
指定mpm配置文件
Include conf/extra/httpd-mpm.conf
…..
B、httpd-mpm.conf
配置这个文件前，必需先搞清楚apache当前采用的是哪种工作模式，在本次测试中分别使用了event模式和prefork模式（关于几种工作模式的区别、以及对比，网上很详细，这里不再累述）。Apache2.4.12缺省在centOS下是采用event模式，典型配置如下：（详细的参数说明请参考配置文件内的说明及网上资料）
<IfModule mpm_event_module>
    StartServers             3
    MinSpareThreads         75
    MaxSpareThreads        250
    ThreadsPerChild         25
    MaxRequestWorkers      400
    MaxConnectionsPerChild   0
</IfModule>


切换模式时需要重新编译apache，显式指定：
./configure --with-pcre=/usr/local/pcre --enable-so --with-mpm=prefork
<IfModule mpm_prefork_module>
    StartServers             5
    MinSpareServers          5
    MaxSpareServers         10
    MaxRequestWorkers      400(缺省是250，但是为了和event方式做对比，故修改为和worker数量限制一致)
    MaxConnectionsPerChild   0
</IfModule>


同时，关于Apache MPM的Serverlimit和ThreadLimit的功能设定，有一篇文章写得比较清楚，参考如下链接：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_564fc50a0100nwcq.html


C、php.ini
因为此次测试中未连接数据库等，所以没有修改Php.ini的缺省配置。
从环境角度，需要重点关注“Resource Limits”部分，例如：
max_execution_time = 30
memory_limit = 128M
………
在实际应用当中，php.ini是非常关键的，需要专题研究。
5、PHP+Nginx
1) 重新编译php566，支持fpm，需要make uninstall、distclean，将原有编译配置等全部清除， php-fpm功能就不能编译支持apache的apxs模块功能，不然报错
编译开关 ./configure –enable-so –enable-fpm
2) 配置fpm
编译完成，修改fpm设置/usr/local/etc/php-fpm.conf
pid = run/php-fpm.pid
    error_log = log/php-fpm.log
    log_level = notice
    listen = 127.0.0.1:9000
    listen.allowed_clients = 127.0.0.1
    pm = dynamic
    pm.max_children = 400
    pm.start_servers = 5
    pm.min_spare_servers = 5
    pm.max_spare_servers = 35
    pm.max_requests = 500
    env[HOSTNAME] = $HOSTNAME
    env[PATH] = /usr/local/bin:/usr/bin:/bin
    env[TMP] = /tmp/php
    env[TMPDIR] = /tmp/php
    env[TEMP] = /tmp/php
配置完成，启动fpm ,检查端口正常
3) 编译安装nginx，需要熟悉nginx的日常管理命令
./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre=/tmp/pcre-8.36 --http-client-body-temp-path=/tmp/nginx_client --http-proxy-temp-path=/tmp/nginx/proxy --http-fastcgi-temp-path=/tmp/nginx/fastcgi  --http-uwsgi-temp-path=/tmp/nginx/uwsgi --http-scgi-temp-path=/tmp/nginx/scgi
4) 配置nginx
Nginx配置，主要是如下项：
worker_processes  2;   ##根据服务器规格配置进程数
error_log  logs/error.log;  ##配置日志文件
##压缩配置
gzip on;
    gzip_min_length 1k;
    gzip_buffers 16 64k;
    gzip_http_version 1.1;
    gzip_comp_level 6;
    gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
gzip_vary on;
##最重要的，fastcgi的配置
# pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        location ~ \.php$ {
            root           html;
            fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index  index.php;
            fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
            include     fastcgi.conf;
        }
fastcgi.conf采用缺省配置没有修改
##测试中根据错误提示修改
worker_connections  65535;  ##缺省值为1024


二、场景说明
为了排除应用差异和数据库操作差异可能带来的复杂性、仅仅评测与应用无关的简单场景（易于与物理机环境、或其他云服务商进行对比），在每一种测试环境下，都会测试3个典型场景，分别说明如下：
1、    PHPInfo
PHP服务端调用phpinfo(INFO_GENERAL),php文件如下：
<html>
<head>
    <title>PHP Tes</title>
</head>
<body>
<?php phpinfo(INFO_GENERAL); ?>
</body>
</html>
目标：标准的php配置测试方法，有少量运算量，同时需要有一定的带宽要求
2、    For
PHP服务端调用一个纯粹的for循环，php文件如下：
<html>
<head>
    <title>PHP Test</title>
</head>
<body>
<?php
for ($i = 1; $i <=1000000; $i++){
      $j = $i +1;
}
   ?>
</body>
</html>
目标：纯粹的for循环简单计算，无休眠时间，耗CPU，有很小的带宽需求
3、    Forsleep
Php端调用for循环，但是只执行sleep操作：
<html>
<head>
      <title>PHP Test</title>
</head>
<body>
<?php
for ($i = 1; $i <=1; $i++){
      usleep(50000);
}
   ?>
</body>
</html>
目标：服务处理几乎不耗用CPU，仅考验各种配置下多进程、线程调度能力，也不占用带宽
三、测试过程（内容太多，参考附件）
1、    Apache+mpm_event+PHPinfo
2、    Apache+mpm_event+For
3、    Apache+mpm_event+Forsleep
4、    Apache+mpm_prefork+PHPInfo
5、    Apache+mpm_prefork+For
6、    Apache+mpm_prefork+Forsleep
7、    Nginx+PHPinfo
8、    Nginx+For
9、    Nginx+Forsleep


四、测试总结
首先，对三种测试场景下、不同环境的TPS及平均时延（正常压力下，未超负荷运行）做一个对比


其他的对比项：
1、    仅就这个简单的测试场景，三种部署方式并无显著的性能差异，各种服务器在细节性能调优方面的特性都没有展现出来，也不是本文的目的：） Nginx在响应时间方面的优势，据说也是可以通过apache配置解决的：
http://www.eschrade.com/page/why-is-fastcgi-w-nginx-so-much-faster-than-apache-w-mod_php/
感兴趣的话可以试一下
2、    Apache的mpm_prefork模式，因为采用单进程单线程方式，配置和异常隔离都比较好，在测试中压力过大时，仅出现很正常的警告和错误信息，但是进程的创建和销毁显然比mpm_event要慢，在突发尖峰时进程创建速度明显比线程慢（不过也不是大问题，也在可接受范围内，而且可以采用预配置的方式减少动态过程）；mpm_event方式在网络带宽不够时，出现过进程退出以及defunct的情况，具体原因没有再查（另外，event是worker模式的升级，worker不是线程安全的，event还没有查到明确说明、估计也不是，所以在应用时一些模块不一定支持线程安全模式），但是至少说明event方式的配置和维护其实更需要经验；nginx的配置也很简单，测试中也未产生意外的问题，但是fpm进程数量的配置要比较小心，因为配置过高会直接导致系统内存耗光、导致OS重启。
3、    各种方式下对于worker的总数（包括event下的进程*线程、prefork下的进程、nginx下的进程*client）设定为400，在For测试（最耗CPU）测试并发200线程时出现响应时间急剧恶化，700线程（无思考时间）时，都开始出现请求失败的情况。
4、    关于Apache和nginx支持PHP的对比，网上有很多，摘了个感觉比较好的：
http://www.banghui.org/2972.html


总之，因为nginx的前端缓存、事件驱动方式（apache的event方式也做了改进，但是目前显然还不是很成熟），高并发处理能力较好、天生的反向代理；但apache发展更久，后端处理功能更加强大。所以很多人用nginx前端处理静态请求+apache后端处理动态内容。
通过For测试也可以看出，对于这种动态的请求及调度，虽然nginx前端承受并发的能力很好，但是端口转发及调度、造成Ngnix+fpm的表现不如apache（也许配置还可以优化、但至少对于入门者配置维护比较麻烦）；